力对点的矩与力对轴的矩
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力偶矩与力矩的区别和联系答案:一、作用不同:力矩是力对物体产生转动作用的物理量。
可以分为力对轴的矩和力对点的矩。
即:M=LxF。
其中L是从转动轴到着力点的距离矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。
力偶是作用于同一刚体上的一对大小相等、方向相反、但不共线的一对平行力。
二、含义不同:力偶矩为“力偶的力矩”的简称,亦称“力偶的转矩”。
力矩与力偶矩的联系是物体旋转的作用。
扩展:力矩:力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。
力和力臂的乘积为力矩。
力矩是矢量。
力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线看长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用右手螺旋法则来确定。
力对某一轴线力矩的大小,等于力对轴上任一点的力矩在轴线上的投影。
国际单位制中,力矩的单位是牛顿·米。
常用的单位还有千克力·米等。
力矩能使物体获得角加速度,并可使物体的动量矩发生改变,对同一物体来说力矩愈大,转动状态就愈容易改变。
力矩的计算公式为M=F*L,公式当中M表示的是力F对于转动轴O的力矩,只要是使物体产生逆时针方向转动效果的,称为正力矩,反之则称为负力矩。
力偶距:由两个大小相等方向相反的平行力所组成的二力称为力偶,记为(F,F,),力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂,记做d。
力偶不能合成为一个力,也不能通过一个力进行平衡,或是用一个力进行等效替换。
力偶可以使物体转动以及改变物体转动的状态。
力偶对物体的转动效果与力矩对物体的转动效果相同,力偶对物体的作用效应可以通过力偶距来进行衡量。
力偶距的计算可以通过力与力偶臂的乘积得到,计算公式为M=F*d。
只要是使物体产生逆时针方向转动效果的,称为正力偶矩,反之则称为负力偶矩。
力矩和力偶距的异同共同点:单位统一,符号规定统一。
差异点:1.力矩随矩心位置不同而变化;力偶矩对物体作用效果与矩心选取无关。
2.力偶矩可以完全描述一个力偶;力对点之矩不能完全描述一个力偶。
物理力矩的概念力矩(torque):力(F)和力臂(L)的叉乘(M)。
物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离[1]。
即:M=L×F。
其中L是从转动轴到着力点的矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。
力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同。
但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位。
力矩的单位由力和力臂的单位决定。
力对物体产生转动作用的物理量。
可分为力对轴的矩和力对点的矩。
力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。
它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向(X轴/Y 轴),且掌心面向转轴(X轴/Y轴)而握拳,大拇指方向(Z轴)与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。
力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量。
它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢F的矢量积。
例如,用球铰链固定于O点的物体受力F作用,以r表示自O点至F作用点A的位置矢,r和F的夹角为a(见图)。
物体在F作用下,绕垂直于r与F组成的平面并通过O 点的轴转动。
转动作用的大小和转轴的方向取决于F对O点的矩矢M,M=r ×F ;M的大小为rFsina ,方向由右手定则确定。
力矩M 在过矩心O的直角坐标轴上的投影为Mx 、My 、Mz 。
可以证明Mx 、My 、Mz 就是F对x ,y,z轴的矩。
力矩的量纲为L2MT -2,其国际制单位为N·m。
例如,3牛顿的力作用在离支点2米的杠杆上的力矩等于1牛顿的力作用在离支点6米的力矩,这里假设力与杠杆垂直。
一般地,力矩可以用矢量叉积(注意:不是矢量点乘)定义:其中r是从转动轴到力的矢量, F是矢量力。
扭矩是使物体发生转动的力。
发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。
在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。
扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米Nm,此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位,由于G=mg,当g=9.8的时候,1kg的重量为9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。
在人们日常表达里,扭矩常常被称为扭力(在物理学中这是2个不同的概念)。
例如:8代Civic 1.8的扭矩为173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢?其实引擎发出的扭矩要经过放大(代价就是同时将转速降低)这就要靠变速箱、终传和轮胎了。
引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大(或在超比挡时缩小)再传到终传(尾牙)里作进一步的放大(同时转速进一步降低),最后通过轮胎将驱动力释放出来。
如某车的1挡齿比(齿轮的齿数比,本质就是齿轮的半径比)是3,尾牙为4,轮胎半径为0.3米,原扭矩是200Nm 的话,最后在轮轴的扭力就变成200×3×4=2400Nm(设传动效率为100%)在除以轮胎半径0.3米后,轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N,即800公斤力的驱动力,这就足以驱动汽车了。
若论及机械效率,每经过一个齿轮传输,都会产生一次动力损耗,手动变速箱的机械效率约在95%左右,自动变速箱较惨,约剩88%左右,而传动轴的万向节效率约为98%。
整体而言,汽车的驱动力可由下列公式计算:扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率/轮胎半径补充一点:为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢?功率P=功W/时间t,功W=力F×距离s;所以,P=F×s/t=F×速度v这里的v是线速度,而在引擎里,曲轴的线速度=曲轴的角速度ω×曲轴半径r,代入上式得:功率P=力F×半径r×角速度ω ;而力F×半径r=扭矩得出:功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来角速度的单位是弧度/秒,在弧度制中一个π代表180度发动机扭矩概述扭矩是使物体发生转动的力。
力和力矩的区别是什么力矩力使物体转动的效果,不仅跟力的大小有关,还跟力和转动轴的距离有关。
力越大,力跟转动轴的距离越大,力使物体转动的作用就越大。
从转动轴到力的作用线的距离,叫做力臂。
力和力臂的乘积叫做力对转动轴的力矩。
力矩(torque):力(F)和力臂(L)的乘积(M)。
即:M=F·L。
其中L是从转动轴到力的矢量, F是矢量力。
力矩的量纲是距离×力;与能量的量纲相同。
但是力矩通常用牛顿-米,而不是用焦耳作为单位。
力矩的单位由力和力臂的单位决定。
力对物体产生转动作用的物理量。
可分为力对轴的矩和力对点的矩。
力对轴的矩是力对物体产生绕某一轴转动作用的物理量。
它是代数量,其大小等于力在垂直于该轴的平面上的分力同此分力作用线到该轴垂直距离的乘积;其正负号用以区别力矩的不同转向,按右手螺旋定则确定:以右手四指沿分力方向,且掌心面向转轴而握拳,大拇指方向与该轴正向一致时取正号,反之则取负号。
力对点的矩是力对物体产生绕某一点转动作用的物理量。
它是矢量,等于力作用点位置矢r和力矢F的矢量积。
例如,用球铰链固定于O点的物体受力F 作用,以r表示自O点至F作用点A的位置矢,r和F的夹角为a(见图)。
物体在F作用下,绕垂直于r与F组成的平面并通过O点的轴转动。
转动作用的大小和转轴的方向取决于F对O点的矩矢M,M =r×F ;M的大小为rFsina ,方向由右手定则确定。
力矩M 在过矩心O的直角坐标轴上的投影为 Mx 、My 、Mz 。
可以证明 Mx 、My 、Mz 就是F对x ,y,z轴的矩。
力矩的量纲为L2MT -2,其SI单位为N·m。
力力(force)力是物体对另一物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用。
前者是受力物体,后者是施力物体,只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体。
有时为了方便,只说物体受了力,而没有指明施力物体。
但施力物体一定是存在的。